Высокое усиление без проблем: малошумящий инструментальный усилитель с чувствительностью в единицы нановольт

Структурная схема

На рисунке ниже показана схема 1 канала:

Как видно из схемы, усилитель имеет три входа, один из которых предусматривает простую возможность добавления предусилителя-корректора для проигрывателя винила (при такой необходимости), переключатель входов, предварительный усилитель-тембролок (также трёхполосный, с регулировкой уровней ВЧ/СЧ/НЧ), регулятор громкости, блок фильтров на три полосы с регулировкой уровня усиления каждой полосы с возможностью отключения фильтрации и блок питания для оконечных усилителей большой мощности (нестабилизированный) и стабилизатор для «слаботочной» части (предварительные каскады усиления).

Связанные материалы

Простой гибридный гитарный усилитель для начинающих… Противостояние приятного на слух звука лампового гитарного усилителя и массогабаритных… Рачев Д. Вопросы любительского высококачественного звуковоспроизведения…. Рачев Д. Вопросы любительского высококачественного звуковоспроизведения. — Л.: Энергоиздат, 1982. -… Проект УМЧЗ «Омега»: полный усилитель на TDA7295 с темброблоком и софтстартом… Наконец то решил собрать усилитель для себя – не спеша с душой и в корпусе. А то всё, что делал… Простой индикатор уровня сигнала на ОУ LM324 (8 СИД на канал)… Не люблю, когда передняя панель усилителя пустая, имеет лишь ручку громкости да тумблер питания. На… Ламповый усилитель из старого катушечного магнитофона SONY TC200… Хотел бы поделиться тем, как из старого катушечного магнитофона SONY TC200 74-го года я собрал… Предусилитель для гитарного комбика и самый дешевый комбик для дома… С завидным постоянством на форуме в той или иной интерпретации мелькает тема о том как сделать… Усилитель для наушников с параллельным повторителем по Солнцеву. Creative E-MU 0204 + изодинамики ТДС-5… К сожалению, встроенный телефонный усилитель USB-ЦАПа «Creative E-MU 0204» с трудом справляется с… История ремонта и модернизации «Радиотехника У-101-стерео»… Хочу рассказать о моей истории ремонта и модернизации усилителя «Радиотехника У-101-стерео». Вроде… Вторая жизнь лампового радиоприемника Philips 592LN (Голландия, 1947). Часть 5… В этой части статьи речь пойдет: — о предварительном усилителе и его питании, — о питании модуля ФМ… TDA1524… Микросхема электронного регулятора громкости и тембра. Изначально проектировалась для Car Audio…. В поисках «поющего» QUAD 405-2. Наша версия… В статье описывается мой опыт клонирования легендарного УНЧ QUAD 405-2. Клон получился ближе к… Ищу схему усилителя УО1506 из установки ВРТУ 1000… Добрый день. Ищу какие либо данные или схему на усилительный блок / усилитель УО1506 из войсковой…

↑ Схема усилителя

Саму схему усилителя можно разделить на 3 части: предусилитель, буфер и усилитель мощности. Схему предусилителя я выбирал долго, ибо нужно было добиться хорошего качества минимальной ценой и энергопотреблением. Больших трансформаторов тоже не хотелось делать. Зато у меня валялись 2 советских ТАН-11 с четырьмя обмотками по 28 Вольт и двумя по 6 Вольт. Именно их я и решил использовать. Но анодное напряжение получалось небольшим. Выход был один — использовать известный предусилитель TOMATO. За несколько лет работы у меня дома, этот предусилитель ни разу не подвел, и оказался очень неприхотливым и качественным, при своей простоте. Вопрос о буфере не вставал, использовал стандартный ход на операционном усилителе TL072, включенном с К.У. = 1. Темброблок решил делать фендеровским, уж очень он мне нравится.

В качестве УМЗЧ использовал TDA2005, включенную в мостовом режиме.

Вот что получилось в итоге:

↑ Использованные детали

В предусилителе использованы конденсаторы с рабочим напряжением 250 Вольт, в темброблоке и дальше по схеме 50 Вольт. Конденсаторы в катодах половинок лампы на 50 Вольт. Электролит на 2.2 мкф желательно использовать униполярный, еще лучше не электролит вообще

Класс A/B

Ламповый усилитель звуковых частот можно встретить на многих концертных площадках. Он отличается высокой производительностью и при этом не перегревается. Кроме этого, модели стоят гораздо дешевле многих цифровых блоков. Но есть и отклонения. Такой модуль может работать не со всеми аудиоформатами. Поэтому лучше применять оборудование в составе общего комплекса обработки сигнала.

Класс A/B сочетает в себе лучшее от каждого типа устройств, чтобы создать блок без недостатков ни того, ни другого. Благодаря этой комбинации преимуществ усилители класса A/B в значительной степени доминируют на потребительском рынке.

Решение на самом деле довольно простое по своей концепции. Там, где в классе B используется двухтактное устройство с каждой половиной выходного каскада, проводящей на 180 градусов, механизмы класса A/B увеличивают его до ~181-200 градусов. Таким образом, существует гораздо меньшая вероятность возникновения «разрыва» в цикле, и, следовательно, искажение кроссовера опускается до такой степени, что оно не имеет значения.

Ламповые усилители мощности звуковой частоты могут значительно быстрее поглощать эти помехи. Благодаря такому свойству звук поступает из устройства намного чище. Модели подобных характеристик часто используются для преобразования звучания акустических и электрогитар.

Достаточно сказать, что класс A/B выполняет свои обещания, легко превзойдя эффективность чистых конструкций класса A с показателями порядка ~50-70%, достигаемыми в реальном мире. Фактические уровни, конечно же, зависят от того, насколько смещен усилитель, а также от программного материала и других факторов. Стоит также отметить, что некоторые разработки класса A/B делают еще один шаг вперед в своем стремлении устранить искажения кроссовера, работая в чистом режиме класса A до нескольких ватт мощности. Это дает некоторую эффективность при работе на низких уровнях, но при этом гарантирует, что усилитель не превратится в печь при подаче большого количества энергии.

Улучшеные усилители для чувствительных микрофонов

Применение в выходных каскадах УНЧ низкоскоростных ОУ и эксплуатация кремниевых транзисторов в усилителях мощности в режиме без начального смещения (ток покоя равен нулю — режим В) может, как это уже отмечалось выше, привести к переходным искажениям типа “ступенька”. В этом случае для исключения данных искажений целесообразно изменить структуру выходного каскада таким образом, чтобы выходные транзисторы работали с небольшим начальным током (режим АВ).

На рисунке 4 представлен пример подобной модернизации приведенной схемы усилителя с дифференциальным входом (рисунок 3).

Рис.4. Схема УНЧ на ОУ с дифференциальным входом и с низким уровнем искажений выходного каскада.

Элементы для схемы на рисунка 4 :

R1=R2=20к (равно или немного выше максимального сопротивления источника в рабочем диапазоне частот),
RЗ=R4=1м-2м; R5=2к-10к, R6=1к-Зк,
R7=47к-300к (подстройка усиления, К=1+R7/R6),
R8=10, R10=10к-20к,R11=10к-20к;
С1 =0.1-0.22, С2=0.1-0.22, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, C4=0.1;
ОУ — К140УД8, КР1407УД2, КР140УД12, КР140УД20, КР1401УД2Б или другие ОУ в типовом включении и желательно с внутренней коррекцией;
Т1, Т2 — КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные;
D2, D3 — КД523 или аналогичные;
М — МД64, МД200, МЭК-3 или аналогичный (в),
Т — ТМ-2А .

На рисунке 5 представлен пример УНЧ на транзисторах. В первых каскадах транзисторы работают в режиме микротоков, что обеспечивает минимизацию шумов УНЧ. Схема во многом аналогична схеме на рисунке 2. Для увеличения доли полезного сигнала низкого уровня на фоне неизбежных помех в схему УНЧ включен полосовой фильтр, обеспечивающий выделение частот в полосе 300 Гц -3.5 кГц.

Рис.5. Схема УНЧ на транзисторах с полосовым фильтром и варианты подключения микрофонов: а — УНЧ с полосовым фильтром, б — подключение динамического микрофона, в — подключение электретного микрофона.

Элементы для схемы на рисунке 5 :

R1=43к-51к, R2=510к (подстройка, Uкт2=1.2В-1,8В),
R3=5.6к-6.8к (регулятор громкости), R4=3к, R5=8.2к,
R6=8.2к, R7=180, R8=750; R9=150к, R10=150к, R11=33к,
R12=620, R13=820-1,2к, R14=200-330,
R15=100к (подстройка, Uэт5=Uэт6=1.5В), R16=1 к (подстройка тока покоя Т5 и Т6, 1-2мА);
С1=10мкФ-50мкФ, С2=0.15-0.33, С3=1800,
С4=10мкФ-20мкФ, С5=0.022, С6=0.022,
С7=0.022, С8=1мкФ, С9=10мкФ-20мкФ, С10=100мкФ-500мкФ;
Т1, Т2, Т3 -159НТ1 В, КТ3102Е или аналогичные;
Т4, Т5 — КТ3102, КТ315 или аналогичные, но можно и устаревшие, германиевые транзисторы, например, МП38А,
Т6 — КТ3107 (если Т5 — КТ3102), КТ361 (если Т5 — КТ315) или аналогичные, но можно и устаревшие, германиевые транзисторы, например, МП42Б (если Т5 — МП38А);
М — МД64, МД200 (б), МЭК-3 или аналогичный (в),
Т — ТМ-2А .

В данной схеме также целесообразно использовать транзисторы с большим коэффициентом усиления, но малым обратным током коллектора (Iк0), например, 159НТ1В (Iк0=20нА) или КТ3102 (Iк0=50нА), или аналогичные. Выходные транзисторы могут использоваться как кремниевые (КТ315 и КТ361, КТ3102 и КТ3107, и т.п.), так и германиевые (устаревшие транзисторы МП38А и МП42Б и т.п.).

Настройка схемы, как и в случае схемы УНЧ на рис.11.2, сводится к установке резистором R2 и резистором RЗ соответствующих напряжений на транзисторах Т2 и Т5, Т6: 1,5В — на коллекторе Т2 и 1,5В — на эмиттерах Т5 и Т6.

Предусилитель для гитары с каналом Distortion.

Предусилитель для гитары с каналом Distortion.

Гитарный предусилитель с каналом Distortion

Проект с сайта Construyasuvideorockola. Пьезо-датчики и гитарные звукосниматели имеют малый выходной сигнал, поэтому его невозможно подключить напрямую ко входу усилителя мощности. Для этих целей между гитарой и усилителем ставится предварительный усилитель. Один из вариантов схемы гитарного предварительного усилителя рассмотрен ниже. Он включает в себя два канала, первый для чистого звука, второй реализует гитарный эффект Distortion. Оба канала имеют независимые трехполосные регуляторы тембра. Данный преамп возможно использовать практически с любым усилителем мощности и прекрасно подойдет для конструкций гитарных комбиков. Принципиальная схема показана на двух изображениях, то есть схема самого предусилителя, и схема канала Distortion соответственно:

Предусилитель с 3 полосным эквалайзером

Схема входного предусилителя с регулятором перегруза

Предварительный усилитель с темброблоками построен на ОУ TL074, канал эффекта Distortion реализован на ОУ JRC4558. Именно 4558 советует автор, но за неимением такового можно поставить TL072. Оба операционных усилителя не являются дефицитом, равно как и все остальные элементы схемы.

На плате установлена кнопка типа П2К 6Pin с двумя группами контактов и двумя фиксированными положениями, она включает эффект Distortion. Автор советует применить переключатель, имеющий в своей конструкции крепежную пластину, посредством которой он крепится с помощью болтов к печатной плате. Эта мера предотвратит выламывание контактов и нарушению пайки этих контактов с дорожками печатной платы. В качестве входа применен разъем под гитарный Jeck 6,3 mm с выводами под монтаж на плату.

Печатная плата в формате LAY6 рисовалась с применением исходников, повзаимствованных на сайте Construyasuvideorockola (com), вид платы следующий:

Фото-вид платы гитарного преампа в формате LAY6:

Preamp for guitara electro LAY6 FOTO

Список элементов для повторения схемы гитарного предусилителя с каналом Distortion:

• JRC4558 или TL 072 – 1 шт. • TL 074 – 1 шт.

• 100K – 4 шт. • 68K – 2 шт. • 220K – 2 шт. • 12K – 4 шт. • 1K2 – 4 шт. • 3K9 – 4 шт. • 1K8 – 4 шт. • 10K – 3 шт. • 1M – 2 шт. • 56K – 2 шт. • 390R – 1 шт. • 200K – 2 шт.

• 1 uF /25v – 6 шт. • 2200 uF /25v – 2 шт. • 100 uF / 25v – 2 шт. • 330 pF (331, керамика) – 1 шт. • 100 nF (104 пленка) – 5 шт. • 22 pF (керамика) – 2 шт. • 22 nF (пленка) – 2 шт. • 0.47 uF/ 25v – 2 шт. • 47 nF (473 пленка) – 2 шт. • 4,7 nF (472 пленка) – 4 шт. • 0.01 uF (103 пленка) – 1 шт.

• Диодный мост на 1 Ампер типа W04 (W06) – 1 шт. • 1N4148 – 2 шт.

• 100K – 6 шт. • 20K – 2 шт. • 10K – 1 шт. • 500K – 1 шт.

• Jack 6,3 mm моно под монтаж на плату – 1 шт. • Кнопка типа П2К 6Pin – 1 шт. • Трансформатор 9V + 9V на ток порядка 300 mA – 1 шт.

Схема внешних соединений:

Плата гитарного предусилителя в сборе:

Размер архима с материалами по гитарному преампу с Distortion-каналом – 1,4 Mb.

Микрофонный усилитель на ОУ с дифференциальным входом

На рисунке 3 представлен пример УНЧ на ОУ с дифференциальным входом. Правильно собранный и настроенный УНЧ обеспечивает значительное подавление синфазной помехи (60 дб и более). Это обеспечивает выделение полезного сигнала при значительном уровне синфазных помех.

Следует напомнить, что синфазная помеха — помеха, поступающая в равных фазах на оба входа ОУ УНЧ, например, помеха, наведенная на оба сигнальных провода от микрофона. Для обеспечения корректной работы дифференциального каскада необходимо точно выполнить условие: R1 =R2, R3=R4.

Рис.3. Схема УНЧ на ОУ с дифференциальным входом и варианты подключения микрофонов : а — УНЧ с дифференциальным входом, б — подключение динамического микрофона, в — подключение электретного микрофона, г — подключение удаленного микрофона.

Элементы для схемы на рисунке 3:

R1=R2=20к (равно или немного выше максимального сопротивления источника в рабочем диапазоне частот),
RЗ=R4=1м-2м; R5=2к-10к, R6=1к-Зк,
R7=47к-300к (подстройка усиления, К=1+R7/R6), R8=10, R9=1,2к-2.4к;
C1=0.1-0.22, C2=0.1-0.22, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, C4=0.1;
ОУ — КР1407УД2, КР140УД20, КР1401УД2Б, К140УД8 или другие ОУ в типовом включении, желательно с внутренней коррекцией;
Т1, Т2 — КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные;
D1 — стабилитрон, например, КС133, можно использовать светодиод в обычном включении, например, АЛ307;
М — МД64, МД200 (б), МЭК-3 или аналогичный (в),
Т — ТМ-2А .

Резисторы целесообразно подобрать с помощью омметра среди 1%-резисторов с хорошей температурной стабильностью. Для обеспечения необходимого баланса рекомендуется один из четырех резисторов (например, R2 или R4) выполнить переменным. Это может быть высокоточный переменный резистор-подстроечник с внутренним редуктором.

Для минимизации шумов входное сопротивление УНЧ (значения резисторов R1 и R2) должно соответствовать сопротивлению микрофона или заменяющего его датчика. Выходные транзисторы УНЧ работают без начального смещения (с 1покоя=0). Искажения типа «ступенька” практически отсутствуют благодаря глубокой отрицательной обратной связи, охватывающей второй ОУ и выходные транзисторы. При необходимости схему включения транзисторов можно изменить.

Настройка дифференциального каскада: подать синусоидальный сигнал 50 Гц на оба входа дифференциального канала одновременно, подбором величины RЗ или R4 обеспечить на выходе ОУ 1 нулевой уровень сигнала 50 Гц. Для настройки используется сигнал 50 Гц, т.к. электросеть частотой 50 Гц дает максимальный вклад в суммарную величину напряжения помехи. Хорошие резисторы и тщательная настройка позволяют достичь подавления синфазной помехи 60дб-80дб и более.

Для повышения устойчивости работы УНЧ целесообразно зашунтировать выводы питания ОУ конденсаторами и на выходе усилителя включить RC-целочку (как в схеме усилителя на рисунке 1). Для этой цели можно использовать конденсаторы КМ6.

Для подключения микрофона использована витая пара проводов в экране. Экран подключается к УНЧ (только в одной точке !!) максимально близко от входа ОУ.

Элементарная база

Современная элементная база позволяет создавать качественные УНЧ на основе малошумящих операционных усилителей (ОУ), например, К548УН1, К548УН2, К548УНЗ, КР140УД12, КР140УД20 и т.д.

Однако, несмотря широкую номенклатуру специализированных микросхем и ОУ, и их высокие параметры, УНЧ на транзисторах в настоящее время не потеряли своего значения. Использование современных, малошумящих транзисторов, особенно в первом каскаде, позволяет создать оптимальные по параметрам и сложности усилители : малошумящие, компактные, экономичные, рассчитанные на низковольтное питание. Поэтому транзисторные УНЧ часто оказываются хорошей альтернативой усилителям на интегральных микросхемах.

Для минимизации уровня шумов в усилителях, особенно в первых каскадах, целесообразно использовать высококачественные элементы. К таким элементам относятся малошумящие биполярные транзисторы с высоким коэффициентом усиления, например, КТ3102, КТ3107. Однако в зависимости от назначения УНЧ используются и полевые транзисторы.

Большое значение играют и параметры остальных элементов. В малошумящих каскадах электронных схем используют оксидные конденсаторы К53-1, К53-14, К50-35 и т. п., неполярные — КМ6, МБМ и т. п., резисторы — не хуже традиционных 5% МЛТ-0.25 и МЛ Т-0.125, лучший вариант резисторов — проволочные, безиндуктивные резисторы.

Входное сопротивление УНЧ должно соответствовать сопротивлению источника сигнала — микрофона или заменяющего его датчика. Обычно входное сопротивление УНЧ стараются сделать равным (или немного больше) сопротивлению источника-преобразователя сигнала на основных частотах.

Для минимизации электрических помех целесообразно для подключения микрофона к УНЧ использовать экранированные провода минимальной длины. Электретный микрофон МЭК-3 рекомендуется монтировать непосредственно на плате первого каскада микрофонного усилителя.

При необходимости значительного удаления микрофона от УНЧ следует использовать усилитель с дифференциальным входом, а подключение осуществлять витой парой проводов в экране. Экран подключается к схеме в одной точке общего провода максимально близко к первому ОУ. Это обеспечивает минимизацию уровня наведенных в проводах электрических помех.

Использование одного преобразователя

При правильной реализации любой из вышеперечисленных блоков за пределами класса B может сформировать основу усилителя высокой точности. Помимо потенциальных ошибок производительности (которые в первую очередь являются следствием проектных решений, а не присущим классу), выбор типа блока в значительной степени является вопросом стоимости в сравнении с эффективностью.

На сегодняшнем рынке простой усилитель звуковой частоты класса A/B доминирует, и на то есть веская причина. Он очень хорошо работает, относительно дешевый, а его эффективность вполне адекватна для приложений с низким энергопотреблением (>200 Вт). Конечно, поскольку производители преобразователей пытаются расширить границы поставки, к примеру, при помощи моноблока Emotiva XPR-1 мощностью 1000 Вт, они обращаются к конструкциям класса G/H и D, чтобы избежать двойного использования их усилителей в качестве систем, способных быстро нагреть технику. Между тем в другой стороне рынка есть поклонники класса А, которые могут простить недостаток эффективности устройства в надежде на более чистый звук.

Класс B

В то время как все механизмы вывода в усилителе звуковой частоты на транзисторах класса A при работе занимают 100% времени, в блоках класса B используется двухтактная схема таким образом, что только половина устройств вывода проводит ток в любое время.

Одна половина покрывает +180-градусную часть формы волны, в то время как другая покрывает сечение -180 градусов. Как следствие, усилители класса B значительно более эффективны, чем их аналоги класса A, с теоретическим максимумом 78,5%. Учитывая относительно высокую эффективность, класс B использовался в некоторых профессиональных преобразователях звукоусиления, а также в некоторых домашних ламповых усилителях. Несмотря на их очевидную силу, шансы приобрести для дома блок класса В практически равны нулю. Исследование усилителя звуковой частоты показало причину этого, известную как искажение кроссовера.

Проблема с задержкой в передаче обслуживания между устройствами, обрабатывающими положительные и отрицательные части формы сигнала, считается значительной. Само собой разумеется, что такое искажение в достаточных количествах слышно, и хотя некоторые конструкции класса B были лучше, чем другие в этом отношении, класс B не получил особого признания от любителей чистого звучания.

Конструкция самодельного усилителя

Это, пожалуй, был самый сложный момент в изготовлении, так как подходящего готового корпуса не нашлось и пришлось выдумывать возможные варианты:-)) Чтобы не лепить кучу отдельных радиаторов, решил использовать корпус-радиатор от автомобильного 4-канального усилителя, довольно больших размеров, примерно такой:

Все «внутренности» были, естественно, извлечены и компоновка получилась примерно такой (к сожалению фотографию соответствующую не сделал):

— как видно, в эту крышку-радиатор установились шесть плат оконечных УМЗЧ и плата предварительного усилителя-темброблока. Плата блока фильтров уже не влезла, поэтому была закреплена на добавленной затем конструкции из алюминиевого уголка (её видно на рисунках). Также, в этом «каркасе» были установлены трансформаторы, выпрямители и фильтры блоков питания.

Вид (спереди) со всеми переключателями и регуляторами получился такой:

Вид сзади, с колодками выходов на динамики и блоком предохранителей (поскольку никакие схемы электронной защиты не делались из-за недостатка места в конструкции и чтобы не усложнять схему):

В последующем каркас из уголка предполагается, конечно, закрыть декоративными панелями для придания изделию более «товарного» вида, но делать это будет уже сам «заказчик», по своему личному вкусу. А в целом, по качеству и мощности звучания, конструкция получилась вполне себе приличная. Автор материала: Андрей Барышев (специально для сайта сайт
).

Двухполосный регулятор тембра на транзисторе

Представлен один из многочисленных примеров схем регуляторов тембра НЧ и ВЧ для УНЧ на транзисторах. Приведенной электронной схеме предшествует каскад с низким выходным сопротивлением, например, эмиттерный повторитель (каскад с общим коллектором) или ОУ.

Это обеспечивает низкое выходное сопротивление предшествующего каскада и нормальную работу данного регулятора.

Рис. 1. Схема двухполосного регулятора тембра (НЧ, ВЧ) на транзисторе.

Элементы для схемы:

R1=4.7к, R2=100к(НЧ), R3=4.7к, R4=39к, R5=5.6к,
R6=100к(ВЧ), R7=180к, R8=33к, R9=3.9к, R10=1 к;
С1=39н, С2=30мкФ-1 ООмкФ, СЗ=5мкФ-20мкФ,
С4=2.2н, С5=2.2н, С6=30мкФ-100мкФ;
Т1 — КТ3102, КТ315 или аналогичные.

Улучшеные усилители для чувствительных микрофонов

Рис.4. Схема УНЧ на ОУ с дифференциальным входом и с низким уровнем искажений выходного каскада.

Элементы для схемы на рисунка 4 :

R1=R2=20к (равно или немного выше максимального сопротивления источника в рабочем диапазоне частот),
RЗ=R4=1м-2м; R5=2к-10к, R6=1к-Зк,
R7=47к-300к (подстройка усиления, К=1+R7/R6),
R8=10, R10=10к-20к,R11=10к-20к;
С1 =0.1-0.22, С2=0.1-0.22, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, C4=0.1;
ОУ — К140УД8, КР1407УД2, КР140УД12, КР140УД20, КР1401УД2Б или другие ОУ в типовом включении и желательно с внутренней коррекцией;
Т1, Т2 — КТ3102, КТ3107 или КТ315, КТ361, или аналогичные;
D2, D3 — КД523 или аналогичные;
М — МД64, МД200, МЭК-3 или аналогичный (в),
Т — ТМ-2А .

Элементы для схемы на рисунке 5 :

R1=43к-51к, R2=510к (подстройка, Uкт2=1.2В-1,8В),
R3=5.6к-6.8к (регулятор громкости), R4=3к, R5=8.2к,
R6=8.2к, R7=180, R8=750; R9=150к, R10=150к, R11=33к,
R12=620, R13=820-1,2к, R14=200-330,
R15=100к (подстройка, Uэт5=Uэт6=1.5В), R16=1 к (подстройка тока покоя Т5 и Т6, 1-2мА);
С1=10мкФ-50мкФ, С2=0.15-0.33, С3=1800,
С4=10мкФ-20мкФ, С5=0.022, С6=0.022,
С7=0.022, С8=1мкФ, С9=10мкФ-20мкФ, С10=100мкФ-500мкФ;
Т1, Т2, Т3 -159НТ1 В, КТ3102Е или аналогичные;
Т4, Т5 — КТ3102, КТ315 или аналогичные, но можно и устаревшие, германиевые транзисторы, например, МП38А,
Т6 — КТ3107 (если Т5 — КТ3102), КТ361 (если Т5 — КТ315) или аналогичные, но можно и устаревшие, германиевые транзисторы, например, МП42Б (если Т5 — МП38А);
М — МД64, МД200 (б), МЭК-3 или аналогичный (в),
Т — ТМ-2А .

Двухполосный регулятор тембра на ОУ

На рисунке 2 представлен пример схемы двухполосного регулятора тембра НЧ и ВЧ
для УНЧ на операционном усилителе (ОУ). Данной электронной схеме предшествует каскад на ОУ. Это обеспечивает низкое выходное сопротивление предшествующего каскада и нормальную работу данного регулятора.

Для повышения устойчивости работы схемы (на ВЧ) целесообразно зашунтировать выводы питания ОУ конденсаторами 0.1 мкФ, например, типа КМ6. Конденсаторы подключаются максимально близко к ОУ.

Рис. 2. Схема двухполосного регулятора тембра (НЧ, ВЧ) на ОУ.

Элементы для схемы на рисунке 2:

R1=11к, R2=100к(НЧ), R3=11к, R4=11К, R5=3.6к, R6=500к(ВЧ), R7=3.6к, R8=750;
С1=0.05мкФ, С2=0.05мкФ, СЗ=0.005мкФ, С4=0.1 мкФ-0.47мкФ, С5=0.1 мкФ-0.47мкФ;
ОУ — 140УД12, 140УД20, 140УД8 или любые другие ОУ в типовом включении и желательно с внутренней коррекцией;

Микрофонный усилитель для электретного микрофона

Электретный микро при громком звуке, выдаёт на выходе порядка 10-15 mV, поэтому для усиления сигнала до уровня 400-600 mV может использоваться схема с одним или двумя каскадами. Конструкция может быть собрана на обычном или полевом транзисторе и интегральной микросхеме. Усилитель микрофона на одном транзисторе выполнен на малошумящем приборе с обратной проводимостью. Схема подходит для применения в звуковых трактах персональных компьютеров. Достоинством устройства является низковольтное питание и его можно питать от пальчиковой батарейки на 1,5 вольта. Величину конденсатора С3 можно изменять в указанных пределах.

Малошумящий микрофонный УНЧ на транзисторах

На рисунке 2 представлен пример схемы УНЧ на транзисторах. В первых каскадах транзисторы работают в режиме микротоков, что обеспечивает минимизацию внутренних шумов УНЧ. Здесь целесообразно использовать транзисторы с большим коэффициентом усиления, но малым обратным током.

Это могут быть, например, 159НТ1В (Iк0=20нА) или КТ3102 (Iк0=50нА), или аналогичные.

Рис. 2. Схема УНЧ на транзисторах и варианты подключения микрофонов: а УНЧ на транзисторах, б — подключение динамического микрофона, в — подключение электретного микрофона, г — подключение удаленного микрофона.

Элементы для схемы на рисунке 2 :

R1=43к-51к, R2=510к (подстройка, Uкт2=1.2В-1,8В),
R3=5.6к-6.8к (регулятор громкости), R4=3к, R5=750,
R6=150к, R7=150к, R8=33к; R9=820-1.2к, R10=200-330,
R11=100к (подстройка, Uэт5=Uэт6=1.5В),
R12=1 к (подстройка тока покоя Т5 и Т6, 1-2 мА);
С1=10мкФ-50мкФ, С2=0.15мкФ-1мкФ, С3=1800,
С4=10мкФ-20мкФ, С5=1мкФ, С6=10мкФ-50мкФ, С7=100мкФ-500мкФ;
Т1, Т2, Т3 -159НТ1 В, КТ3102Е или аналогичные,
Т4, Т5 — КТ315 или аналогичные, но можно и МП38А,
Т6 — КТ361 или аналогичные, но можно и МП42Б;
М — МД64, МД200 (б), МЭК-3 или аналогичный (в),
Т — ТМ-2А.

Использование подобных транзисторов позволяет обеспечить не только устойчивую работу транзисторов при малых коллекторных токах, но и достичь хороших усилительных характеристик при низком уровне шумов.

Выходные транзисторы могут использоваться как кремниевые (КТ315 и КТ361, КТ3102 и КТ3107, и т.п.), так и германиевые (МП38А и МП42Б и т.п.). Настройка схемы сводится к установке резистором R2 и резистором RЗ соответствующих напряжений на транзисторах: 1,5В — на коллекторе Т2 и 1,5В — на эмиттерах Т5 и Т6.

↑ Удобный корпус

Расскажу немного и о самом корпусе. Как я уже упоминал – в качестве корпуса для предусилителя используется корпус от спутникового ресивера. Старичок верой и правдой служил много лет, несколько раз ремонтировался и после очередной поездки в мастерскую был переправлен мне с диагнозом «труп». Хорошие были раньше корпуса, большие! Именно по причине своих размеров и большого окна я и выбрал этот корпус. На лицевой панели кроме надписей не оказалось ничего лишнего. Остались, конечно 3 незадействованный кнопки, но это не страшно. Закрасил надписи матовой краской из балончика, купленного в автомагазине. Краска процентов на 98 совпала по цвету с той, которой был покрашен корпус изначально. Разницу можно заметить, только если очень присмотреться. В качестве ручек для этих регуляторов установил хорошие алюминиевые ручки, которые кстати купил в датагорском магазине. Они отлично (на мой взгляд) вписались в общий дизайн предусилителя, который выдержан в серебристо-черном цвете.

Изготовление усилителя

Далее хитрый план таков: т. к. микрофон, который нужно держать в руке, нафик не нужен, рукоятку с куском бетона и выключателем — на помойку, голову из трёх частей (с Фото 2) собираем обратно, приделываем сзади усилитель и ставим сие на штатив.

После перебора деталей (особенно транзисторов с разными маркировками) с тестированием качества звукозаписи имеем такую конечную схему:

Схема 1

От транзистора качество звукозаписи вообще не зависит, хоть какой NPN ставь. Ну, вот выбран 2SC945 как «for audio-frequency applications» и «low noise», причём они бывают с буквой Y — коэффициент усиления примерно 150, и P — коэф. усиления 250. Конденсатор на проход лучше ставить двойной: плёночный металлизированный с хорошим проходом через него высоких частот (ВЧ) и электролитический (он тоже, очевидно, металлизирован) как можно большей ёмкости для всего остального.

Для справки

Напряжение в микрофонном входе на настольном компьютере — 2.16 вольта (без подключённого микрофона). А вот, например, на микрофонном контакте в разъёме для гарнитуры смартфона Самсунг — 2.5 вольта и, кстати, этот микрофон с этим самодельным усилителем прекрасно подключается и работает в качестве внешнего микрофона там.

Смартфон Samsung (любой, лишь бы 4-х контактный разъём для гарнитуры в нём был) считает, что подключена гарнитура, даже если просто воткнуть штекер без наушников и микрофона в его гнездо. Но если микрофон есть, то он должен иметь сопротивление не менее 1.2 кОм; иначе, если сопротивление 600 Ом, то смартфон считает, что нажата кнопка «next» на гарнитуре; если 300 Ом — нажата кнопка «previous».

Для пущей надёжности делаем усилитель на печатной плате простейшим образом:

Фото 3. Изготовление печатной платы по-быстрому. Не ЛУТ

Сначала на куске меднённого текстолита рисуем маркером (для стекла и компакт-дисков) нужный рисунок. Потом травим в хлорном железе. Затем стираем следы маркера тряпочкой, смоченной в спирте. Сверлим дырки.

Втыкаем, припаиваем детальки, крепим плату в зад головки:

Фото 4. Динамический микрофон с самодельным предусилителем

Для теста качества записи этим микрофоном используем , с 6 по 28 секунду. Запись этим микрофоном с простых компьютерных динамиков Microlab M-600 (2 х 12 Вт):

Анатомия устройства

Усилители звуковых частот можно рассматривать как простую коробку или блок, содержащий устройство, такое как биполярный, полевой транзистор или операционный датчик, который имеет две входных и две выходных клеммы (заземление является общим). Причем выходной сигнал намного больше из-за преобразования его на устройстве.

Идеальный усилитель сигнала будет иметь три основных свойства:

Входное сопротивление, или (R IN).
Выходное сопротивление, или (R OUT).
Усиление, или (A).

Независимо от того, насколько сложна схема усилителя, общая модель блока может быть использована для демонстрации взаимосвязи этих трех свойств.